10kV变电所继电保护设计和分析报告
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序.关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV配电网所处的地位十分重要. 在配电工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的设计思路进行探讨.1 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等.计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位.负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计.2 无功补偿的确定在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补偿方案时应注意如下问题:2. 1 补偿方式问题目前无功补偿的出发点还放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而不是立足于降低电力网的损耗. 如为提高某电力负荷的功率因数,增设1台补偿箱,对降损有所帮助,但要实现最有效的降损,可通过计算无功潮流来确定各点的最优补偿量及补偿方式,使有限的资金发挥出最大的效益.2. 2 谐波问题电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,且电容器对谐波有放大作用,因此使系统的谐波干扰更严重. 动态无功补偿的控制容易受谐波干扰的影响,造成控制失灵. 因而在有较大谐波干扰的地方补偿无功,还应考虑添加滤波装置.2. 3 无功倒送问题无功倒送会增加线路及变压器的损耗,加重线路的负担,因此是电力系统所不允许的.2. 4 电容器容量的选择(1) 集中补偿容量( kvar) :QC = P ( tanψ1 - tanψ2) . P为最大负荷月的平均有功功率, kW; tgψ1为补偿前功率因数的正切值; tgψ2为补偿后功率因数的正切值;(2) 单个电动机随机补偿容量( kvar) :QC = 3 I0Un. Un 为电动机的额定电压, kV; I 0为电动机的空载电流, A.(3) 按配电变压器容量确定补偿容量( kvar) . 在配电变压器低压侧安装电容器时, 应考虑在轻负荷时防止向10kV配电网倒送无功,以取得最大的节能效果. QC = (0. 10 ~0. 15) Sn. Sn 为配变容量, kV A.3 变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区(如军事设施、通信电台、飞机场等) 、滑坡、滚石、明暗河塘等,靠近负荷中心出线条件好,交通运输方便. 当前,在一些居民区变电站的建设中,有部分居民对实际情况不了解或看到一些报刊杂志上的片面宣传资料,对配电设备的环境影响产生了误解或恐惧心理,引发“要用电,但拒绝供电设备”的矛盾. 根据上海市辐射环境监理所对上海市内不同类型的已投运的100余座10kV变电站历时两年多的实测和调研,结果如下:(1) 具有独立建筑物的10kV变电站: ①变电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽,得到有效的衰减,基本无法穿出. 在距铁门、百叶窗等非实心墙体外3~4米处,电场强度已衰减至环境背景值的水平. ②磁感应强度对实心墙体的穿透力较强,其垂直分量大于水平分量,随着空间距离的增长有明显的衰减. ③实际测得的最大电场与磁场强度值远低于我国环境标准所规定的居民区电场与磁场参考限值.(2) 置于大楼内的10kV变电站: ①电磁场在户内所测得的数值相对比户外的数值要高. ②无论户内或户外,实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度.(3) 10kV预装式变电站: ①10kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有独立建筑物变电站的情况相当,磁感应强度在总体上偏小. ②电场与磁场实测最大强度值均远低于我国环境标准所规定的参考限值.在《浙江省农村低压电力设施装置标准》中也要求变电站离其它建筑物宜大于5米. 在设计中,还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响,必要时采用控制和降低噪声的措施.4 主变压器选择在10kV变电站中,要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器. 变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择. 当有大量的一、二级负荷,或季节负荷变化较大,或集中负荷较大时,宜装设两台及以上的变压器. 当其中任一台变压器断开时,其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要. 定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素. 对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器,此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性,又结合了电费电价政策,做到经济运行.为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,宜选用的变压器接线组别为D, yn11. D, yn11接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大,也有利于低压侧单相接地故障的切除. 在改、扩建工程中,为了满足变压器并列运行条件,选用的变压器接线组别与原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超过1∶3. 如我县某企业,其设备的用电规格与我国不相一致,根据用户的意见,我们将容量为630kV A的主变接线组别定为D, dn,并要求变压器设单独的接地系统,以此满足用户的供电要求. 设在高层建筑内部的变电站,主变采用干式变压器. 设在周围大气环境较差的变电站,应选用密闭型或防腐型变压器. 为了不降低配电运行的电压, 10kV变电站的主变分接头宜放在10. 5kV上,分接范围油浸变为±5% ,干式变为±2 ×2. 5%.5 电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系,是变电站设计中的重要环节. 主接线的形式多种多样,在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路—变压器组接线、桥式接线等,每种接线均有各自的优缺点. 通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案.技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性.经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费.我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中,由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间.在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择.6 短路电流计算在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:(1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.(2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.(3) 输电线路的分布电容略去不计.(4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.(5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗.(6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并.参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:(1)次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量.(2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定.(3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定.(4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据.7 设备的选择及校验在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技术,注意节约投资.7. 1 10kV开关柜的选择容量为500kV A及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV开关柜可分为固定式和手车式开关柜.就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kV A及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kV A及以下变电站建设的意见和建议,制作了一套400kV A及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果.在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1~1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5~2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流.7. 3 0. 4kV开关柜的选择0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择,使其具有较高的性价比.7. 4 电力电缆的选择(1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆.(2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压.(3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数T max > 5000h,且长度超过20米时,则应按经济电流密度来选择.(4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( r cosψ+xsinψ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x 为电缆单位长度的电阻和电抗.(5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面至少需在120 mm2及以上.8 继电保护的配置当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下.(1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流,不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜.(2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象.(3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断.(4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器.9 防雷与接地(1) 10kV变电站在建设过程中,可利用钢筋混凝土结构的屋顶,将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷.(2) 在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器,以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压.(3) 10kV变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成,也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网,但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求. 接地电阻值要求不大于4Ω. 变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地. 发电机的接地系统需另行设置,不得与变电站的接地网连接.(4) 低压配电系统按接地方式的不同可分为三类:即TT、TN和IT系统. TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称作保护接地系统. TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统. 在TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为: TN C和TN S方式供电系统. TN C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,适用于三相负载基本平衡的情况. TN S方式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,当N线断开,如三相负荷不平衡,中性点电位升高,但外壳、PE线电位. TN S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统. 此外,在一些由用户提供的图纸中,我们还可看到TN C S方式的供电系统,此系统的前部分是TN C方式供电,系统的后部分出PE线,且与N线不再合并. TN C S供电系统是在TN C系统上的临时变通作法,适用于工业企业. 但当负荷端装设RCD (漏电开关) 、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统. IT方式供电系统表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地,负载侧电气设备进行接地保护. IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好,一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格的连续供电的地方.10 照明10kV变电站内的照明电源从低压开关柜内引出,管线选用BV 500铜芯塑料线穿管后沿墙或顶暗敷,电线的管径按规定配置,所配灯具应具有足够的照度,在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上,应安装在墙上设备的上方或周围,要留有一定的距离来保证人身及设备的安全,同时应避免造成照明死区. 灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼,还要避免与电气设备或运行人员的碰撞.11 配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切、更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性需要,力求供电经济性最好,企业管理更为有效. 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的. 目前配电自动化主要考虑的功能有: ①变电站综合自动化; ②馈线自动化; ③负荷管理与控制; ④用户抄表自动化.就国情而言,配网自动化系统目前还处于试点建设阶段,缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础,但配网自动化是今后发展的方向. 因此,在进行站内设计时,要结合配网自动化规划,给未来的实施自动化技术改造(包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面)留有余地. 在技术上实现配电自动化的前提条件是: ①一次网络规划合理,接线方式简单,具有足够的负荷转移能力; ②变配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能. 除此之外,还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平,因为可自动操作的一次开关价格昂贵,而二次设备相对便宜,故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式. 如在目前的设计中,采用了短路故障指示器,能准确、迅速地确定故障区段,站内都备有通信、集抄装置的位置等. 对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时,尽可能选用可靠的一次智能化开关. 配网自动化系统因投资大、见效慢,应统一规划,分步实施. 因此,在10kV变电站的设计中,我们要结合配网自动化的进程,及时用先进、科学的方法来完善我们的设计,完善我们的电网.参考文献:[ 1 ] 芮静康. 现代工业与民用供配电设计手册[ S]. 北京:中国水利水电出版社, 2004.[ 2 ] 蓝毓俊,戴继伟. 各类10KV配电站对环境影响的测量与分析[ J ]. 上海电力, 2003, (4).[ 3 ] 吴致尧,何志伟. 10KV配电系统无功补偿的研究进展[ J ]. 电机电器技术, 2004, (5).。
10kv变电所设计
原始资料(1)待设计的变电站为一发电厂升压站(2)计划安装两台200MW汽轮发电机机组发电机型号:QFSN-200-2 U e=15750VCos=0.85 X g=14.13%P e=200MW(3)220KV,出线五回,预留备用空间间隔,每条线路最大输送容量200MVA,T max=200MW(4)当地最高温度41.7℃,最热月平均最高温度32.5℃,最低温度-18.6℃,最热月地面下0.8米处土壤平均温度25.3℃。
(5)厂用电率为8%,厂用电电压为6KV,发电机出口电压为15.75KV。
(6)本变电站地处8度地震区。
(7)在系统最大运行方式下,系统阻抗值为0.054。
(8)设计电厂为一中型电厂,其容量为2×200 MW=400 MW,最大机组容量200 MW,向系统送电。
(9)变电站220KV与系统有5回馈线,呈强联系方式。
说明书主变压器的选择对于200MW及以上的的发电机组,一般与双绕组变压器组成单元接线,主变压器的容量和台数与发电机容量配套选用。
对于中、小型发电厂应按下列原则选择:(1)为节约投资及简化布置,主变压器应选用三相式。
(2)为保证发电机电压出线供电可靠,接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。
在计算通过主变压器的总容量时,至少应考虑5年内负荷的发展需要,并要求;在发电机电压母线上的负荷为最小时,能将剩余功率送入电力系统;发电机电压母线上的最大一台发电机停运时,能满足发电机电压的最大负荷用电需要;因系统经济运行而需限制本厂出力时,亦应满足发电机电压的最大负荷用电。
发电机与主变压器为单元连接时,主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择:(1)按发电机的额定容量和扣除本机组的厂用负荷后,留有10%的裕度。
(2)相数的选择:主变压器采用三相或是单相,主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。
当不受运输条件限制时,在330KV及以下的发电厂和变电所,均应选用三相变压器。
10kV配电系统综合继电保护配置
10kV配电系统综合继电保护配置作者:黄菁来源:《青年生活》2019年第23期摘要:智能电力网架中的继电保护配置是目前数字化变电站发展的关键,本文主要对数字化变电站中配电系统的继电保护装置进行研究,在分析已有的两种继电保护配置方案的基础上,对某电网10kV配电系统的继电保护配置现状加以分析,对于其存在的一系列问题提出一种新的解决方案,并具体探讨了方案中主变保护、间隔保护以及电子式互感器保护配置方案的实现过程。
关键词:数字化变电站;10kV配电系统;繼电保护;配置方案1.城市电网10kV配电系统中继电保护的简介继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行监测,在有异常情况时发出报警信号,或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。
在10kV配电系统中,通过安装继电保护装置,对相关元件的运行质量进行实时的监测,一旦电路出现异常状态时,要求继电保护装置及时做出反映,防止电气事故的波及范围扩大。
城市电网10kV配电系统中的继电保护装置在技术上一般应满足四个基本要求,即可靠性、选择性、灵敏性和速动性。
由于城市电力系统容量的持续扩大,同时要求继电保护装置拥有合格的通信技术,确保各继电保护装置间的高效配合。
2. 城市电网10kV配电系统继电保护配置的分析2.1数字化配电系统继电保护优势母线承担着变电站内各级电压配电装置和各种电气设备的连接任务,分布式母线保护在信息的一致性与通信功能上均提出了严格的标准,但常规变电站体系的构造无法实现这个标准。
数字化变电站中母线的保护在设计上清理了出口继电器与复压闭锁式单元等设备,精简了母线的保护逻辑。
针对主变压器的智能保护,其采用双套保护的配置和直接采样的模式,通过GOOSE网络将分段断路器及闭锁备用自投进行连接,接受失灵保护的跳阐命令,实现失灵保护各侧断路器的跳闸功能。
在线路保护方面,GOOSE网络还能实现启动断路器后完成断路器失灵保护及重合闸等功能。
2.2配电系统继电保护方案的选择2.2.1常规数字化保护配置常规保护方案中的装置通常以互感器为核心在间隔层中进行装配和组装,其在结构上主要分为变压器保护、母线保护等逻辑结构,有的保护装置中需要对交流插件进行替换,通过GOOSE等数据采集光纤实现接口插件的替换,包括模拟量等接口插件也需要经由CPU插件实现替换。
10KV变电所及其配电系统的设计 --优秀毕业论文
10KV变电所及低压配电系统的设计摘要:变电所是电力系统的一个重要组成部分,由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成,他从电力系统取得电能,通过其变换、分配、输送与保护等功能,然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。
变电所涉及方面很多,需要考虑的问题多,分析变电所担负的任务及用户负荷等情况,选择所址,利用用户数据进行负荷计算,确定用户无功功率补偿装置。
同时进行各种变压器的选择,从而确定变电站的接线方式,再进行短路电流计算,选择送配电网络及导线,进行短路电流计算。
选择变电所高低压电气设备,为变电所平面及剖面图提供依据。
本变电所的初步设计包括了:(1)总体方案的确定(2)负荷分析(3)短路电流的计算(4)配电系统设计与系统接线方案选择(5)继电保护的选择与整定等容。
关键词:变电所;负荷;输电系统;配电系统The Design Of 10KV Substation And Power DistributionSystemAbstract:The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. The region of factory effect many fields and should consider many problems.Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, make good use of customer data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) load analysis(3) the calculation of the short-circuit electric current (4) the design of an electric shock the system design to connect with system and the choice of line project (5) the choice and the settle of the protective facility (6) the contents to defend the thunder and protection of connect the earth.Keywords:substation;load;transmission system;power distribution system目录第1章绪论 (1)1.1工厂变配电所的设计 (1)1.1.1用户供电系统 (1)1.1.2工厂变配电所的设计原则 (1)1.2课题来源及设计背景 (2)1.2.1课题来源 (2)1.2.2设计背景 (2)第2章变电所负荷计算和无功补偿的计算 (3)2.1变电站的负荷计算 (3)2.1.1负荷统计全厂的用电设备统计如下表 (3)2.1.2负荷计算 (3)2.2无功补偿的目的和方案 (5)2.3无功补偿的计算及设备选择 (6)第3章变电所变压器台数和容量的选择 (8)3.1变压器的选择原则 (8)3.3变压器台数的选择 (8)3.4变压器容量的选择 (9)第4章主接线方案的确定 (11)4.1主接线的基本要求 (11)4.1.1安全性 (11)4.1.2可靠性 (11)4.1.3灵活性 (11)4.1.4经济性 (11)4.2主接线的方案与分析 (11)4.3电气主接线的确定 (13)第5章短路电流的计算 (14)5.1短路电流及其计算 (14)5.2三相短路电流的计算 (14)第6章变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择 (18)6.1用电单位总计算负荷 (18)6.2高压进线的选择与校验 (18)6.2.1架空线的选择 (18)6.2.2电缆进线的选择 (18)6.3变电所一次设备的选择 (19)6.3.1高压断路器的选择 (19)6.3.2高压隔离开关的选择 (20)6.3.4电流互感器的选择 (22)6.3.5电压互感器的选择 (24)6.3.6高压开关柜的选择 (25)6.4低压出线的选择 (26)6.4.1低压母线桥的选择 (26)6.4.2低压母线的选择 (26)第7章变电所二次回路方案 (28)7.1继电保护的选择与整定 (28)7.1.1继电保护的选择要求 (28)7.1.2继电保护的装置选择与整定 (29)结论 (34)参考文献 (35)辞 (36)开题报告 (37)结题报告 (38)答辩报告 (39)第1章绪论1.1工厂变配电所的设计1.1.1用户供电系统电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。
10KV变电所设计
10KV变电所设计第1章绪论1.1 设计⽬的通过课程设计巩固本课程理论知识,掌握供配电设计的基本⽅法,通过解决各种实际问题,培养独⽴分析和解决实际⼯程技术问题的能⼒,同时对电⼒⼯业的有关政策、⽅针、技术规程有⼀定的了解,在计算、绘图、设计说明书等⽅⾯得到训练,为今后的⼯作奠定基础。
1.2设计任务根据富威机械⼚⽤电负荷,并适当考虑⽣产的发展,按安全可靠、技术先进、经济和的要求,确定⼯⼚变电所的位置与型式;通过计算负荷,确定主变压器台数及容量;进⾏短路电流的计算,选择变电所的主线及⾼、低电⽓设备;选择整定继电保护装置;最后按要求写出设计计算说明书,绘出设计图纸。
1.3设计要求1、要求每个学⽣独⽴完成设计任务。
2、要正确运⽤设计资料。
3、给出变配电所的主接线图。
4、完成课程设计任务书规定容。
5、要求提交成果。
(1)完成课程设计报告书⼀份;(2)A3变配电所的主接线图纸⼀。
第2章负荷计算及⽆功功率补偿2.1负荷计算根据设计要求进⾏分析,机械⼚负荷统计资料见下表2-1:表2-1机械⼚负荷统计单组⽤电设备的负荷计算:有功功率 n d c P K P ?= kw ⽆功功率θarccos tan ?=c c P Q var k视在功率 22c c c Q P S += KVA计算电流 r cc U S I 3=A通过以上公式对⼯⼚各部分进⾏计算,得到计算结果如下: 1、仓库:动⼒部分:228825.0=?=c P kw7.2565.0arccos tan 22=?=cQ varkKVA S c 8.337.252222=+= 2.5138rc U I A 照明部分: 6.1=c P kw 2、铸造车间;动⼒部分:3.8323835.0=?=c P kw var 857.0arccos tan 3.83k Q c =?= KVA S c 119853.8322=+= A U I rc 3.1803119==照明部分: kw P c 8= 3、锻压车间;动⼒部分:kw P c 5.5923825.0=?= var 6.6965.0arccos tan 5.59k Q c =?=KVA S c 6.916.695.5922=+= A U I rc 8.13836.91==照明部分: kw P c 8108.0=?= 4、⾦⼯车间;动⼒部分:kw P c 5.10943825.0=?= var 1466.0arccos tan 5.109k Q c =?= KVA S c 5.1821465.10922=+= A U I r c 5.27635.182==照明部分: kw P c 8108.0=?= 5、⼯具车间;动⼒部分:A U I KVAS k Q kwP rc c c c 5.31339.2069.2062.1575.134var 2.15765.0arccos tan 5.1345.13453825.022===+==?==?=照明部分: kw P c 8108.0=?= 6、电镀车间;动⼒部分:A U I KVAS k Q kwP rc c c c 5.24037.1587.158105119var10575.0arccos tan 1191192385.022===+==?==?=照明部分: kw P c 8108.0=?= 7、热处理车间;动⼒部分:A U I KVA S k Q kwc c c c 2.17431151159269var926.0arccos tan 69691385.022===+==?==?=照明部分: kw P c 8108.0=?= 8、装配车间;动⼒部分:A U I KVAS k Q kwP rc c c c 5.104369693.493.48var3.497.0arccos tan 3.483.4813835.022===+==?==?=照明部分: kw P c 8108.0=?= 9、机修车间;动⼒部分:A U I KVAS k Q kwP rc c c c 3.80353533.405.34var3.4065.0arccos tan 5.345.3413825.022===+==?==?=照明部分: kw P c 458.0=?= 10、锅炉房;动⼒部分:A U I KVAS k Q kwP rc c c c 8.16031.1061.1067.8069var7.8065.0arccos tan 69691385.022===+==?==?=照明部分: kw P c 6.128.0=?=11、宿舍区;照明部分:kw=P c280400将以上数据进⾏整理得到表格如下:表2-2负荷计算计算表多组设备负荷计算:所有车间的照明负荷:kw P m 2.63= kw 6.1028n1i ci =∑=P kvar 8.850n1i ci =∑=Q取全⼚的同时系数为:90.0=rp K 95.0=rq K 。
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计
10~0.4kV变电所供配电系统初步设计摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序.关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV配电网所处的地位十分重要. 在配电工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的设计思路进行探讨.1 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等.计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位.负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计.2 无功补偿的确定在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补偿方案时应注意如下问题:2. 1 补偿方式问题目前无功补偿的出发点还放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而不是立足于降低电力网的损耗. 如为提高某电力负荷的功率因数,增设1台补偿箱,对降损有所帮助,但要实现最有效的降损,可通过计算无功潮流来确定各点的最优补偿量及补偿方式,使有限的资金发挥出最大的效益.2. 2 谐波问题电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,且电容器对谐波有放大作用,因此使系统的谐波干扰更严重. 动态无功补偿的控制容易受谐波干扰的影响,造成控制失灵. 因而在有较大谐波干扰的地方补偿无功,还应考虑添加滤波装置.2. 3 无功倒送问题无功倒送会增加线路及变压器的损耗,加重线路的负担,因此是电力系统所不允许的.2. 4 电容器容量的选择(1) 集中补偿容量( kvar) :QC = P ( tanψ1 - tanψ2) . P为最大负荷月的平均有功功率, kW; tgψ1为补偿前功率因数的正切值; tgψ2为补偿后功率因数的正切值;(2) 单个电动机随机补偿容量( kvar) :QC = 3 I0Un. Un 为电动机的额定电压, kV; I 0为电动机的空载电流, A.(3) 按配电变压器容量确定补偿容量( kvar) . 在配电变压器低压侧安装电容器时, 应考虑在轻负荷时防止向10kV配电网倒送无功,以取得最大的节能效果. QC = (0. 10 ~0. 15) Sn. Sn 为配变容量, kV A.3 变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区(如军事设施、通信电台、飞机场等) 、滑坡、滚石、明暗河塘等,靠近负荷中心出线条件好,交通运输方便. 当前,在一些居民区变电站的建设中,有部分居民对实际情况不了解或看到一些报刊杂志上的片面宣传资料,对配电设备的环境影响产生了误解或恐惧心理,引发“要用电,但拒绝供电设备”的矛盾. 根据上海市辐射环境监理所对上海市内不同类型的已投运的100余座10kV变电站历时两年多的实测和调研,结果如下:(1) 具有独立建筑物的10kV变电站: ①变电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽,得到有效的衰减,基本无法穿出. 在距铁门、百叶窗等非实心墙体外3~4米处,电场强度已衰减至环境背景值的水平. ②磁感应强度对实心墙体的穿透力较强,其垂直分量大于水平分量,随着空间距离的增长有明显的衰减. ③实际测得的最大电场与磁场强度值远低于我国环境标准所规定的居民区电场与磁场参考限值.(2) 置于大楼内的10kV变电站: ①电磁场在户内所测得的数值相对比户外的数值要高. ②无论户内或户外,实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度.(3) 10kV预装式变电站: ①10kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有独立建筑物变电站的情况相当,磁感应强度在总体上偏小. ②电场与磁场实测最大强度值均远低于我国环境标准所规定的参考限值.在《浙江省农村低压电力设施装置标准》中也要求变电站离其它建筑物宜大于5米. 在设计中,还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响,必要时采用控制和降低噪声的措施.4 主变压器选择在10kV变电站中,要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器. 变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择. 当有大量的一、二级负荷,或季节负荷变化较大,或集中负荷较大时,宜装设两台及以上的变压器. 当其中任一台变压器断开时,其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要. 定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素. 对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器,此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性,又结合了电费电价政策,做到经济运行.为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,宜选用的变压器接线组别为D, yn11. D, yn11接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大,也有利于低压侧单相接地故障的切除. 在改、扩建工程中,为了满足变压器并列运行条件,选用的变压器接线组别与原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超过1∶3. 如我县某企业,其设备的用电规格与我国不相一致,根据用户的意见,我们将容量为630kV A的主变接线组别定为D, dn,并要求变压器设单独的接地系统,以此满足用户的供电要求. 设在高层建筑内部的变电站,主变采用干式变压器. 设在周围大气环境较差的变电站,应选用密闭型或防腐型变压器. 为了不降低配电运行的电压, 10kV变电站的主变分接头宜放在10. 5kV上,分接范围油浸变为±5% ,干式变为±2 ×2. 5%.5 电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系,是变电站设计中的重要环节. 主接线的形式多种多样,在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路—变压器组接线、桥式接线等,每种接线均有各自的优缺点. 通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案.技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性.经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费.我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中,由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间.在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择.6 短路电流计算在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:(1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.(2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.(3) 输电线路的分布电容略去不计.(4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.(5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗.(6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并.参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:(1)次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量.(2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定.(3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定.(4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据.7 设备的选择及校验在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技术,注意节约投资.7. 1 10kV开关柜的选择容量为500kV A及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV开关柜可分为固定式和手车式开关柜.就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kV A及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kV A及以下变电站建设的意见和建议,制作了一套400kV A及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果.在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1~1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5~2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流.7. 3 0. 4kV开关柜的选择0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择,使其具有较高的性价比.7. 4 电力电缆的选择(1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆.(2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压.(3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数T max > 5000h,且长度超过20米时,则应按经济电流密度来选择.(4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( r cosψ+xsinψ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x 为电缆单位长度的电阻和电抗.(5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面至少需在120 mm2及以上.8 继电保护的配置当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下.(1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流,不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜.(2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象.(3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断.(4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器.9 防雷与接地(1) 10kV变电站在建设过程中,可利用钢筋混凝土结构的屋顶,将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷.(2) 在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器,以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压.(3) 10kV变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成,也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网,但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求. 接地电阻值要求不大于4Ω. 变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地. 发电机的接地系统需另行设置,不得与变电站的接地网连接.(4) 低压配电系统按接地方式的不同可分为三类:即TT、TN和IT系统. TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称作保护接地系统. TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统. 在TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为: TN C和TN S方式供电系统. TN C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,适用于三相负载基本平衡的情况. TN S方式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,当N线断开,如三相负荷不平衡,中性点电位升高,但外壳、PE线电位. TN S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统. 此外,在一些由用户提供的图纸中,我们还可看到TN C S方式的供电系统,此系统的前部分是TN C方式供电,系统的后部分出PE线,且与N线不再合并. TN C S供电系统是在TN C系统上的临时变通作法,适用于工业企业. 但当负荷端装设RCD (漏电开关) 、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统. IT方式供电系统表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地,负载侧电气设备进行接地保护. IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好,一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格的连续供电的地方.10 照明10kV变电站内的照明电源从低压开关柜内引出,管线选用BV 500铜芯塑料线穿管后沿墙或顶暗敷,电线的管径按规定配置,所配灯具应具有足够的照度,在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上,应安装在墙上设备的上方或周围,要留有一定的距离来保证人身及设备的安全,同时应避免造成照明死区. 灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼,还要避免与电气设备或运行人员的碰撞.11 配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切、更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性需要,力求供电经济性最好,企业管理更为有效. 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的. 目前配电自动化主要考虑的功能有: ①变电站综合自动化; ②馈线自动化; ③负荷管理与控制; ④用户抄表自动化.就国情而言,配网自动化系统目前还处于试点建设阶段,缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础,但配网自动化是今后发展的方向. 因此,在进行站内设计时,要结合配网自动化规划,给未来的实施自动化技术改造(包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面)留有余地. 在技术上实现配电自动化的前提条件是: ①一次网络规划合理,接线方式简单,具有足够的负荷转移能力; ②变配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能. 除此之外,还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平,因为可自动操作的一次开关价格昂贵,而二次设备相对便宜,故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式. 如在目前的设计中,采用了短路故障指示器,能准确、迅速地确定故障区段,站内都备有通信、集抄装置的位置等. 对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时,尽可能选用可靠的一次智能化开关. 配网自动化系统因投资大、见效慢,应统一规划,分步实施. 因此,在10kV变电站的设计中,我们要结合配网自动化的进程,及时用先进、科学的方法来完善我们的设计,完善我们的电网.参考文献:[ 1 ] 芮静康. 现代工业与民用供配电设计手册[ S]. 北京:中国水利水电出版社, 2004.[ 2 ] 蓝毓俊,戴继伟. 各类10KV配电站对环境影响的测量与分析[ J ]. 上海电力, 2003, (4).[ 3 ] 吴致尧,何志伟. 10KV配电系统无功补偿的研究进展[ J ]. 电机电器技术, 2004, (5).。
10KV电力线路继电保护设计
1《工厂供电》课程设计任务书 元成期限: 2016 年1月4日开始至2016年1月8 日题目:10KV 电力线路继电保护初步设计一. 原始资料:某10kv 电力线路,如图所示。
已知 TA1的变流比K (i )为160/5A ,TA2的变 流比K (2)为100/5A 。
WL1和WL2的过电流保护均采用两相两继电器式接线,继电器均为GL-21/5型。
今KA1已经整定,其动作电流 I OP (1)为8A ,10倍动作电流的动作时间 t (1)为1.4S 。
WL2的计算电流l L,max (2)为75A , WL2首端的I ⑶K2为910A,其末端的I ⑶K3为400A 。
试整定KA2的动作电流和动作时间,并校验其灵敏度。
(计算时取:继电器返回系数 心 为0.8,可靠系数K rel 为1.3,结线系数K w 为1,时限级差为△ t=0.7S 。
)二. 设计主要内容:(1)系统概况说明;(2)确定继电保护方案;(3)计算步骤与结果;(4) 接线原理图;(5)选择主要电气设备并上网找出相应型号;(6)设计总结。
三. 必须完成的图:系统原理图。
过电流继电器实现两级保护原理电路如图(a )所示。
图中TA1和TA2分别为上下两级线路的电流互感器。
QF1 TAI Q 陀 TA2(a)(b)(c)两级保护一次系统和整定说明※两级保护有:①上一级为定时限电流保护,下一级为反时限电流保护。
②上、下两级均为反时限电流保护。
两级保护无论采取何种方式,两级保护的时限均要有时限级差,对于定时限过电流保护,可取时间级差t=0.5S ;对于反时限过电流保护,可取时间级差t=0.7S。
如图(b)、(c)所示。
定时限过电流保护的动作时间,利用时间继电器来整定。
反时限过电流保护的动作时间,由于GL感应式电流继电器的时限调节机构是按10倍动作电流的动作时间来标度的,因此要根据前后两级保护的GL感应式电流继电器的动作特性曲线来整定。
10kV配电系统继电保护的配置与整定值计算
笔者曾做过10多个10kV配电所的继电保护方案、整定计算,为保证选择性、可靠性,从区域站10kV出线、开关站10kV进出线均选用定时限速断、定时限过流。
保护配置及保护时间设定。
一、整定计算原则(1)需符合《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》等相关国家标准。
(2)可靠性、选择性、灵敏性、速动性应严格保障。
二、整定计算用系统运行方式(1)按《城市电力网规划设计导则》:为了取得合理的经济效益,城网各级电压的短路容量应该从网络的设计、电压等级、变压器的容量、阻抗的选择、运行方式等方面进行控制,使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合,该导则推荐10kV短路电流宜为Ik≤16kA,为提高供电可靠性、简化保护、限制短路电流,110kV站两台变压器采用分列运行方式,高低压侧分段开关均采用备用电源自动投入。
(2)系统最大运行方式:110kV系统由一条110kV系统阻抗小的电源供电,本计算称方式1。
(3)系统最小运行方式:110kV系统由一条110kV系统阻抗大的电源供电,本计算称方式2。
(4)在无110kV系统阻抗资料的情况时,由于3~35kV系统容量与110kV系统比较相对较小,其各元件阻抗相对较大,则可认为110kV系统网络容量为无限大,对实际计算无多大影响。
(5)本计算:基准容量Sjz=100MVA,10KV基准电压Ujz=10.5kV,10kV基准电流Ijz=5.5kA。
三、10kV系统保护参数只设一套,按最大运行方式计算定值,按最小运行方式校验灵敏度(保护范围末端,灵敏度KL≥1.5,速断KL≥2,近后备KL≥1.25,远后备保护KL≥1.2)。
四、短路电流计算110kV站一台31.5MVA,10kV4km电缆线路(电缆每km按0.073,架空线每km按0.364)=0.073×4=0.29。
10kV开关站1000kVA:(至用户变电所电缆长度只有数十米至数百米,其阻抗小,可忽略不计)。
10kV 系统的继电保护的分析
10kV 系统的继电保护的分析摘要:在电力系统中,各种电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。
本文主要对10kV系统的继电保护装置进行了详细分析,重点对三段式过电流保护装置及零序电流保护进行了阐述。
关键词:10kV系统零序电流保护三段式过电流保护继电保护装置110kV 系统的继电保护装置2.1 继电保护装置的设置要求按照工厂企业10kV 供电系统的设计规范要求,在10kV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置:(1)10kV线路应配置的继电保护10kV线路一般均应装设过电流保护。
当过电流保护的时限不大于0.5~0.7s,并没有保护配合上的要求时,可不装设电流速断保护;自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。
当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时,应装设略带时限的电流速断保护。
(2)配电变压器应配置的继电保护①当配电变压器容量小于400kV A 时:一般采用高压熔断器保护;②当配电变压器容量为400~630kV A,高压侧采用断路器时,应装设过电流保护,而当过流保护时限大于0.5s 时,还应装设电流速断保护;对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护;③当配电变压器容量为800kV A 及以上时,应装设过电流保护,而当过流保护时限大于0.5s 时,还应装设电流速断保护;对于油浸式配电变压器还应装设气体保护:另外尚应装设温度保护。
(3)分段母线应配置的继电保护对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除: 另外应装设过电流保护。
如采用的是反时限过电流保护时,其瞬动部分应解除;对于负荷等级较低的配电所可不装设保护。
1.2 继电保护装置的设置1.2.1 主保护和后备保护10V供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。
短路故障保护应有主保护、后备保护,必要时可增设辅助保护。
当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时,其中有一套动作比较快,而另一套动作比较慢,动作比较快的就称为主保护:而动作比较慢的就称为后备保护。
10kV变电所供配电系统的设计要点
10kV变电所供配电系统的设计要点摘要:要想发挥出变配电所的积极作用,提高供电的质量及其稳定性,需要对变配电所进行科学、合理的设计。
同时,充分结合线路设计的总体要求,结合具体的用电需求状况,进一步提升上级电源选择的合理性。
在今后的工作中,相关的设计人员还需要考虑到节能设计、防雷设计等因素对线路设计产生的影响,进行综合的把控,进一步发挥配电系统的积极作用,满足人们的用电需求。
关键词:10kV变电所;供配电系统;设计要点110kV变配电所供电设计要求在开展10kV变配电所供电设计的工作之前,需要对整条供电线路进行科学、合理的设计,在充分发挥各种设计准则和相关标准的基础上,提升设计的质量,具体可以从以下五个方面开展。
(1)进行系统设计前,需要根据上级电源的设计要求和其未来的发展规划进行充分的调查和研究,保障后期各种配电工作的开展都能够满足上级电源的需求。
根据整个系统的设计要求,确定合适的上级电源。
将二者的优势进行有效结合,更好地满足变配电所的用电需求。
(2)需要充分考虑供电系统的容量对整个工作所产生的影响。
根据相关的调查研究发现,在现阶段的容量设计中,大部分设计人员都严重缺乏前瞻性的思考,在后期的供电工作中,出现了供电量不足的问题。
为了避免上述问题的发生,在今后的设计工作中,需要在充分调查了用户用电需求的基础上,预留容量发展空间。
这样,在后期的电力事业发展的过程中,才能够满足各种调整和改造工作的需求。
(3)需要考虑整条供电线路设置的影响。
在进行供电线路设置的过程中,需要从用户的用电需求角度出发,提升线路设计的科学性和合理性,从而更好地发挥配电所调控电能的积极作用。
(4)在设计的过程中,需要设计人员从整体的角度出发,进行全面的把控。
部分的工作人员在设计的过程中,由于缺乏全面性的规划,出现了电压不稳定的问题。
为此,设计人员需要有效发挥谐波处理方式和其他保护措施的积极作用,以此达到提升供电系统稳定性和系统运行质量的目的。
某工厂10kv车间变电所电气部分设计
某工厂10kV车间变电所电气部分设计摘要本设计的题目为“某工厂10kV车间变电所电气部分设计"。
设计的主要内容包括:10/0。
4kV变电所主变压器选择;变电所电气主接线设计;短路电流计算;负荷计算;无功功率补偿;电气设备选择(母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器);配电装置设计;继电保护规划设计;防雷保护设计等。
其中还对变电所的主接线通过CAD制图直观的展现出来。
本次设计的内容紧密结合实际,通过查找大量相关资料,设计出符合当前要求的变电所。
本变电所对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法;为减少无功损耗,提高电能的利用率,本设计进行了无功功率补偿设计,使功率因数从0.74提高到0.96;短路电流的计算包括短路点的选择及其具体数值计算;而电气设备选择采用了按额定电流选择,按短路电流计算的结果进行校验的方法;继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算;配电装置采用成套配电装置;本变电所采用避雷针防直击雷保护。
关键词:短路电流计算,继电保护,接地装置,变压器目录前言 (III)第1章任务说明 (IV)1。
1 设计要求 (IV)1.2 负荷情况 (IV)第2章机加工车间的负荷计算 (V)2。
1 负荷计算 (V)2.2 无功功率补偿 .................................................................................................................... V II 第3章工厂变电所的设备选择及主接线设计.. (IX)3.1 变电所主结线的选择............................................................................... 错误!未定义书签。
3。
1.1 变电所主接线的选择原则........................................................ 错误!未定义书签。
10kV变电站继电保护设计—课程设计论文
10kV变电站继电保护设计—课程设计论文110/10kV变电站继电保护课程设计姓名:学号:系部:专业班级:指导教师:完成日期:目录1 设计目的- 1 -2 设计内容- 1 -2.1 继电保护的分类- 1 -2.2 继电保护的基本要求- 1 -2.3 设计方案的要求- 2 -3 设计步骤- 2 -3.1 电力变压器故障及不正常运行状态- 2 -3.2 电力变压器继电保护的配置原则- 2 -3.3 设计选用的继电保护装置- 3 -3.3.1 变压器的差动保护 - 3 -3.3.2 变压器的瓦斯保护- 5 -3.3.3 变压器的后备过电流流保护 - 7 -3.3.4 变压器的过负荷保护- 9 -3.3.5 变压器的零序电流保护- 9 -3.3.6 变压器的温度保护- 10 -4 各保护装置的整定计算- 11 -4.1变压器纵差保护整定计算及其校验 - 11 -4.1.1 差动继电器的选型- 11 -4.1.2 纵差动保护的整定计算- 12 -4.1.3 纵差动保护灵敏系数的校验 - 13 -4.2 变压器过电流保护的整定计算 - 14 -4.2.1 DL-21CE型电流继电器 - 14 -4.2.2 过电流保护整定原则- 14 -4.2.3 过电流保护整定的动作时限 - 15 -4.2.4 保护装置的灵敏校验- 15 -4.2.5 过电流保护整定计算- 16 -4.3 过负荷保护的整定计算- 17 -4.3.1 DX-8E型信号继电器- 17 -4.3.2 过负荷保护整定计算- 17 -4.4 变压器一次侧零序过电流保护的整定计算- 18 - 4.4.1 DS-26E型时间继电器- 18 -4.4.2 零序电流的整定计算- 19 -5 心得体会- 21 -谢辞- 22 -参考文献- 23 -1 设计目的课程设计是本课程的重要实践环节,通过设计、使学生掌握电力系统继电保护的方案设计、保护配置、整定计算、资料整理查询和电气绘图等方法,安排在理论教学结束后进行。
10kV变电所继电保护的综合分析
10kV变电所继电保护的综合分析作者:刘静来源:《科技探索》2013年第12期摘要:本文通过研究我们发现S8菌株在以染料为单一碳源时并不能表现出较好的脱色效率,当加入葡萄糖为辅助碳源时,则表现出较强的去除染料的能力。
染料结构、接种量以及各种环境因素,如温度、pH值,对菌种的生长繁殖和对染料的脱色效果具有一定的影响。
通过改变这些影响因素,我们可以对反应条件进行优化,提高生长和脱色反应效率。
关键词:偶氮染料生物降解高效脱色菌条件优化染料废水主要来源于染料生产和印染工业,由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成,在染料的生产和使用中约有 10%-15%随废水排入环境。
一般来说,染料废水的特点有:(1)COD值高,从几千毫克每升到几十万毫克每升;(2)色度高,低的几千、高的几十万倍;(3)BOD/COD小,可生化性差;(4)成分复杂,除了含有硝基、羟基、氨基、卤素、烷基、磺酸基、羧酸基以及上述基团混合取代的芳香烃、稠环芳香烃、杂环芳香烃、脂肪烃、不饱和脂肪烃化合物外,还有大量的各种无机盐和许多重金属离子以及非金属N、P、S元素的化合物。
因此,染料废水属于难处理的工业废水[2]。
1实验仪器及材料1.1 菌种来源本实验的实验对象是一株偶氮染料高效脱色菌Lactobacillus paracasei S8,,从纺织印染污水处理厂的活性污泥当中分离纯化而来。
1.2 染料论文所用的染料为活性黄84(RY84),最大吸收峰为390nm。
论文中所有实验实验组如无说明,培养基所用染料均为活性黄84(RY84)。
1.3 主要仪器BS224S型分析天平赛多利斯科学仪器(北京)有限公司MP502B型电子天平上海精密实验器材有限公司UV-2802S型紫外分光光度计尤尼柯(上海)仪器有限公司GENESYS 10s直插式分光光度计赛默飞世尔RH-basic型磁力搅拌器 IKA仪科公司KK24E78TI型西门子冰箱博西华家用电器有限公司YX-280型手提式不锈钢灭菌锅江明滨江医疗设备厂TGL 16G离心机上海安亭科学仪器厂SFG-02B型电热恒温鼓风干燥箱上海沪南科学仪器联营厂HWS-250型恒温恒湿箱上海精宏实验设备有限公司 2 实验方法厌氧条件下培养一定时间后,在超净工作台无菌操作取样,12000rpm离心5min后取上清液,使用UV-2802S型紫外分光光度计在最大吸收波长下测量吸光度并计算脱色率。
某学校10kv变电所及配电系统设计
目录1课程设计原始数据 (4)1.1设计题目 (4)1.2设计要求 (4)1.3设计依据 (5)1.4设计任务 (6)2负荷计算及功率补偿 (6)2.1负荷计算的方法 (6)2.2无功功率补偿 (8)3变电所位置和型式的选择 (9)3.1根据变配电所位置选择一般原则: (9)3.2变电所的型式与方案: (9)4变电所变压器和主接线方案的选择 (10)4.1主变压器的选择 (10)4.2装设一台主变压器的主接线方案 (10)5 短路电流的计算 (11)5.1绘制计算电路 (11)5.2确定短路计算基准值 (11)5.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值 (11)5.4 K-1点(10.5K V侧)的相关计算 (12)5.5 K-2点(0.4K V侧)的相关计算 (12)6变电所一次设备的选择校验 (14)6.1选择校验条件 (14)6.210KV侧一次设备的选择校验 (15)6.30.4KV侧一次设备的选择校验 (16)7变压所进出线与邻近单位联络线的选择 (17)7.110KV高压出线的选择: (17)7.2变电所及邻近单位焦点路线的选择 (17)7.30.4KV低压出线选择 (17)7.4按发热条件选择 (18)7.5校验电压损耗 (18)7.6短路热稳定校验 (19)设计总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附图 (23)***学校课程设计某学校10kv变电所及配电系统设计系部:机械工程系班级:机电10-12(1)班学生姓名: ***学号: ***指导教师:何颖完成日期: 2012年6月15日新疆工业高等专科学校课程设计评定意见设计题目:某学校10kv变电所及配电系统设计学生姓名:*** 专业机电一体化班级机电10-12(1)班评定意见:评定成绩:指导教师(签名):年月日评定意见参考提纲:1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2.学生的勤勉态度。
3.设计或说明书的优缺点,包括:学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
浅论10kV供电系统的继电保护的设计方案
浅析10KV变电所继电保护
浅析10KV变电所继电保护摘要:在我国的配电网中,10kV配电网属中压配电网,直接面对工矿企业和城市居民等广大用户的供电需要,确保用户供电,10kV配电网所处的地方十分重要。
在配电工程中,能否保证电力施工的质量是一个重要条件,就10kV变电站的继电保护等问题进行了探讨。
关键:10KV变电所继电保护Abstract: the distribution network in China, 10 kV power distribution network of medium voltage distribution network, directly to industrial and mining enterprises and urban residents of the masses of users and power supply needs, to ensure that the user power supply, 10 kV power distribution network in place is very important. In the distribution of project, can guarantee the quality of electric power construction is an important condition, 10 kV transformer substation of relay protection are discussed in this paper.Key: 10 KV substation relay protection前言随着我国社会经济的快速发展和城市化进程的开展,社会对电量的需求也快速提高。
对10KV变电站的电力能源输送和配备明显也在提高。
变电站的电力工程,是一个综合化考虑的重要的工程,要选择合理的配置方案,严格控制施工过程,最终实现电力输送的最大化。
10kV配电系统继电保护设计初探
口处 发 生 了短 路故 障 , 其短 路 电流 通 常非 常 大,甚至 有点 比电流 互感器一 次侧 额定 电流都 要大 ,达 到好几 百倍 。当 出现稳 态短路时 ,电 1 0 k V 配 电系 统覆盖 的范围越来越大 ,系统 中所 流 互感器变 比误差是 由一次短 路电流误差 决定 涉及 的电力设备 也越来越 多,越来越 密集和精 的 , 一 次 短 路 电流 误 差 越 大 , 电 流 互 感 器 变 比 密 ,系 统运行环 境也越来越 复杂 ,发生的故障 误 差就越大 ,导致灵敏 度较低 的电流速断保护 的可 能性增大 ,一旦发生 故障,就会严 重影响 器 可能会 出现拒绝动作 的现象 。在 1 0 k V 配 电系 到整个 配 电系统 的正常运行 。为 了确保 1 0 k V 配 统 出现短路 时, 因为 电流互感器饱 和,二 次侧 电系统 的正常稳 定运行 ,我 们一定要 正确设置 的 电流 就会 很小 甚至为 0 ,这就造 成定 时 限电 继 电保 护装置 ,继电保护装 置是否 正常运行直 流速 断保护装置 拒绝动 作。如果在变 电所 1 0 k V 接影响 到整个 1 0 k V 配 电系 统的正常运 行,是整 出线发生短 路故障 ,那 么就需 要靠母联断路器 个系统不 可或缺 的重要部分 。因此 ,做好 1 0 k V 或 者 主 变 压 器 后 备 保 护 来 进 行 切 除 , 消 除 故 配 电系 统 的继 电保护 工 作 ,掌 握继 电保护 要 障 。如果不 能及 时排 除故障 ,则会 由于故 障时
积;对于 1 0 k Y 线路 ,我们要尽可 能使 用测控于 保护合为 一体的 电流互 感器,可 以有 效防止 电
流饱和。
4 . 结 语
间太 长,使 故障扩大 范围,祸及整 个变 电输 电 系 统。如果在 配 电所 出线处发生过 流保护拒绝 动作 ,那么将 整个配 电所 停 电,造 成国家和人 民的经济财产损 失。 3 1 0 k v 配电系统继电保护问题改进措施 在1 0 k  ̄ 配 电系统保护 中 ,电流速 断保护是 较 为 主 要 的 保 护之 一 ,它 是 依据 电路 在 最大 负 载 3 . 1防止涌流引起误动的策略 运行模式下 ,按照线路末端三相短路电流来进行 励 磁涌流大 小是 随着时 间变化 而衰减 的, 整 定的,鉴于其灵敏度大于 l _ 2 ,则我们通常取 起初的励磁涌流值都比较大 ,对于小型的变压器 而言,经过七至十个工频周波之后 , 。 涌流大小几 比较小的动作电流值 。尤其是在输 电线路较长,
某厂10KV降压变电所电气设计
目录摘要 (IV)Abstract (V)序言 (1)第一章变电站的规划原则和初始数据 (2)1.1 变电站的规划原则 (2)1.2 设计要求 (3)1.3 负荷情况 (3)1.4 供电电源情况 (4)第二章车间的负荷计算及无功补偿 (5)2.1 负荷计算 (5)2.2 无功功率补偿 (7)第三章工厂变电所的设备选择及主接线设计 (10)3.1 总降压变电所位置的选择 (10)3.2 变压器台数及容量的选择 (10)3.3 变电所主接线的选择 (11)3.3.1 变电所主接线的选择原则 (11)3.3.2 变电所主接线方案的选择 (12)第四章工厂供、配电系统短路电流计算 (14)4.1 短路电流计算的目的及方法 (14)4.2 短路电流计算 (14)4.2.1 绘制计算电路图 (15)4.2.2 确定基准值 (15)4.2.3 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 (15)4.2.4 k-1故障点的短路电流计算 (16)4.2.5 k-2故障点的短路电流计算 (17)第五章变电所一次设备的选择校验 (18)5.1 变电所高压一次设备的介绍 (18)5.2 一次设备的选择与校验的条件和项目 (18)5.3 变电所10kV侧一次设备的选择 (19)5.4 10kV高压进线的选择校验 (22)5.4.1 10kV高压进线与邻近单位联络线的选择 (22)5.4.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择 (23)5.5 四个低压出线的选择 (23)第六章变电所二次回路方案的选择 (28)6.1 高压断路器的操动机构控制与信号回路 (28)6.2 变电所的电能计量回路 (28)6.3 变电所的测量和绝缘监察回路 (29)6.3.1 变电所高压侧测量和绝缘监察回路 (29)6.3.2 变电所低压侧测量和绝缘监察回路 (30)6.4 变电所的保护设备 (30)6.4.1 对继电保护装置的基本要求 (30)6.4.2 主变压器的继电保护装置 (31)6.4.3 作为备用电源的高压联络线的极点保护装置 (33)6.4.4 变电所低压侧的保护装置 (34)第七章变电所的防雷保护与接地装置的设计 (35)7.1变电所的防雷保护 (35)7.1.1 直击雷防护 (35)7.1.2 雷电侵入波的防护 (35)7.2 变电所公共接地装置的设计 (36)7.2.1 接地与接地装置 (36)7.2.2 确定公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢 (36)结论 (38)参考文献 (39)致 (40)某厂10KV降压变电所电气设计摘要设计过程中运用了很多的知识,因此如何将知识系统化就成了关键。
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继电保护毕业设计课题:110kV变电所继电保护设计及分析导师:姓名:班级:日期:2011年3月10日前言电力生产过程有别于其他工业生产过程的一个重要特点,就是它的生产、输送、变换、分配、消费的几个环节是在同一个时间内同步瞬间完成。
电力生产过程要求供需严格动态平衡,一旦失去平衡生产过程就要受到破坏,甚至造成系统瓦解,无法维持正常生产。
随着经济的快速发展,负荷大幅度增加,使得电网规模不断扩大,高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势,使电网结构越来越复杂,加强电力资源的优化配置,最大限度满足电力需求,保证电网的安全稳定成为人们探讨的问题之一。
虽然系统中有可能遭受短路电流破坏的一次设备都进行了短路动、热稳定度的校验,但这只能保证它们在短时间内能承受住短路电流的破坏。
时间一长,就会无一例外地遭受破坏。
而在供电系统中,要想完全杜绝电路事故是不可能的。
继电保护是一种电力系统的反事故自动装置,它能在系统发生故障或不正常运行时,迅速,准确地切除故障元件或发出信号以便及时处理。
可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分,对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生,都有极其重要的作用。
因此设置一定数量的保护装置是完全必要的,以便在短路事故发生后一次设备尚未破坏的数秒内,切除短路电流,使故障点脱离电源,从而保护短路回路内的一次设备,同时迅速恢复系统其他正常部分的工作。
随着变电站继电保护技术进一步优化,大大提高了整个电网运行的安全性和稳定性,大大降低运行检修人员的劳动强度,继电保护技术将引起电力行业有关部门的重视,成为变电站设计核心技术之一。
目录第一章电气主接线 (1)第二章电气设备简介 (2)第三章继电保护基本知识 (4)第四章主变压器继电保护 (7)第五章110kV线路继电保护保护 (11)第六章结束语 (13)第六章参考文献 (14)110KV变电站继电保护设计及分析第一章电气主接线电气主接线是变电所电气设计的重要部分,也是构成电力系统的重要环节。
电气主接线对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。
变电站主接线根据变电站在电力系统中的地位、负荷性质、出线回路数等条件和具体情况确定。
通常变电站主接线的高压侧,应尽可能采用短路器数目教少的接线,以节省投资,变电站低压侧应采用单母分段接线,以便于扩建。
对本变电所进行分析,结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求,综合考虑。
在满足技术、经济政策的前提下,力争使其技术先进,供电可靠,经济合理的主接线方案。
此主接线还应具有足够的灵活性,能适应各种运行方式的变化,且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建发展方便。
第二章电气设备简介一、主变压器主变压器参数:二、高压断路器高压断路器选择如下表:三、互感器的选择1、电流互感器主要参数的选择:互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等一次设备获取电气一次回路信息的传感器。
互感器将高电压、大电流按比例变成低电压(100、100/3V)和小电流(5、1A)。
电流互感器的二次侧绝对不能够开路。
电压互感器的二次侧绝对不能够短路。
电流互感器一次电流选择应遵循以下原则:①一次电流应满足负荷要求,并在标准值中选取。
②一次电流应使在正常运行情况下,二次输出电流满足保护装置和测量、计量仪表准确度要求。
⑴110kV线路独立电流互感器的选择:LB6—110W,额定电流比2*600/5、2*300/5;准确次级10P20,0.2;⑵#1主变三侧电流互感器:110KV侧:LRB-110 额定电流比600/5;准确次级10P20,0.5;35KV侧:LDJ1-40.5/300 额定电流比1200/5;准确次级5P10;LZZBJ9-35 额定电流比800/5;准确次级10P20,0.5;10KV侧:LZZBJ9-10 额定电流比2500/5;准确次级5P20,0.5;⑶10KV线路及电容器电流互感器:LZZBJ9-10,额定电流比600/5;准确次级10P20,0.5。
2、电压互感器参数的选择⑴电压互感器应按下表所列技术条件选择:⑵电压互感器选择结果:第三章继电保护基本知识一、继电保护的作用:继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
二、继电保护基本原理当电力系统发生故障时,总是伴随有电流的增大、电压的降低及电流和电压之间相位角的变化等物理现象。
因此,便可利用这些物理量的变化,构成各种不同原理的继电保护。
例如:利用短路时电流增大的特征可构成过电流保护,过电流保护反应于电流的增大而动作;利用电压的特征,可构成低电压保护,低电压保护反应于电压的降低而动作;利用电压和电流比值的变化,可构成低阻抗保护(距离保护),这种保护反应于测量阻抗的减小(或短路点到保护安装地点之间的距离)而动作;利用电压和电流之间相位关系的变化,可构成方向保护;利用比较被保护设备各端的电流大小和相位的差别可构成差动保护等等。
此外,也可根据电气设备的特点实现反应非电量变化的保护。
例如反应变压器油箱内部故障的瓦斯保护。
三、继电保护分类:1、按被保护的对象分类:输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等;2、按保护原理分类:电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等;3、按保护所反应故障类型分类:相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等;4、按继电保护装置的实现技术分类:机电型保护(如电磁型保护和感应型保护)、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等;5、按保护所起的作用分类:主保护、后备保护、辅助保护等;主保护满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护;后备保护主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。
又分为远后备保护和近后备保护两种;①远后备保护:当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护;②近后备保护:当主保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护;当断路器拒动时,由断路器失灵保护来实现后备保护;③辅助保护:为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护;四、继电保护的基本要求:对动作于跳闸的继电保护,在技术上一般应满足四个基本要求:选择性、速动性、灵敏性、可靠性。
(一)选择性:选择性是指电力系统发生故障时,保护装置仅将故障元件切除,而使非故障元件仍能正常运行,以尽量缩小停电范围。
(二)速动性:即快速切除故障。
快速切除故障的优点:1、提高系统稳定性;2、减少用户在低电压下的动作时间;3、减少故障元件的损坏程度,避免故障进一步扩大。
(三)灵敏性:指在规定的保护范围内,对故障情况的反应能力。
满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时,不论短路点的位置与短路的类型如何,都能灵敏地正确地反应出来。
(四)可靠性:指发生了属于它该动作的故障,它能可靠动作,即不发生拒绝动作(拒动);而在不该动作时,他能可靠不动,即不发生错误动作(简称误动)。
上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础,也是贯穿全课程的一个基本线索。
在它们之间既有矛盾的一面,又有在一定条件下统一的一面。
第四章主变压器的继电保护一、变压器保护配置原则:变压器是电力系统的重要电气设备之一。
它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。
因此必须根据变压器的容量及重要性装设性能良好、动作可靠的保护装置。
变压器的故障可以分为油箱内部故障及油箱外部故障两种。
油箱内部故障包括绕组的相间短路、匝间短路以及铁心的烧损等;油箱的外部故障主要是绝缘套管和引出线上的相间故障及单相接地故障。
此外,变压器还可能出现异常运行状态,主要有:漏油造成油位下降;由于外部短路引起的过电流或长时间过负荷,使变压器绕组过热,绕组绝缘加速老化,甚至引起内部故障,缩短变压器的使用寿命。
变压器保护包括:1、差动保护:防止变压器绕组和引出线相间短路,直接接地系统侧和引出线的单相接地短路及绕组间的短路。
2、瓦斯保护:防止变压器油箱内部或断线故障及油面降低。
3、零序电流保护、零序电压保护:反映直接接地系统中变压器外部接地短路并作为瓦斯保护和差动保护的后备。
5、过电流保护(或阻抗保护):反映变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护的后备。
6、过负荷保护:反映变压器对称过负荷。
7、其它非电量保护:反映变压器油温及油箱内压力升高和冷却系统故障的相应保护。
采用微机保护装置:RCS-9671(差动保护)、RCS-9681(高后备)、RCS-9682(中后备)、RCS-9682(低后备)、RCS-9661(非电量)。
对保护装置的要求:动作要可靠,动作速度要快,应能有选择地动作,应有足够的灵敏度。
二、主变参数:型号:SSZ9-40000/110;变比:110±8*1.25%/38.5±2*2.5%/10.5kV;接线组别:Yn,yn0,d11;额定电流:209.9/599.8/2199.4A;容量:S=40MVA,短路阻抗:Uk1-2%=10.41%;Uk1-3%=17.53%;Uk2-3%=6.49%;零序阻抗:Z0=45.8Ω;计算得:X1=0.2681;X2=0.0788;X3=0.3003;X0=0.3463;三、#1主变保护计算:1、差动保护计算:高压侧:600/5(表计400/5);中压侧:1200/5(表计800/5);低压侧:2500/5。
差动电流起动值Iqd:取变压器额定电流的50%。
速断动作电流ISD:躲变压器励磁涌流,取8Ie。
二次谐波制动系数:取0.15。
比率差动制动系数:取0.55。
CT断线报警门槛值: 0.1Ie.平衡系数计算:Kph1=U1n*CT11/S=110*600/40000=1.65Kph2=U2n*CT21/S=38.5*1200/40000=1.155Kph3=1.732* U3n*CT31/S=10.5*2500/40000=1.137区外故障时的最大不平衡电流计算:Ibp =Kk*(Ktx*Δfi*Idmax+ΔU1*Idmax+Δfi*Idmax)=1.3*(0.1*4198/240*1.155+0.1*1351/120*1.65)=5.04A/2.887=1.75IeIr=0.5*(1351*1.65/120+4198*1.155/240)A=19.4A=6.716Ie Kbl=(1.75-1.875)/(6.716-3)=-0.034<1 所以,落在制动区;区内故障灵敏度计算:Id=416/120*1.65=5.72A=1.98IeIr=0.5*416/120*1.65=2.86A=0.99InKbl=1.98-0.5/0.99-0.5=3.02 落于动作区内Iop=(0.99-0.5)*0.55+0.5=0.77A Klm=2.57 满足要求2、后备保护计算:a、110kV侧后备CT:600/5复合序电压闭锁过流:75V 6VIdz=(1.25/0.85*210)/120=3.86A 取4A2.3秒跳1#主变三侧开关。